Tường lửa FIREWALL

Môc lôc 1. An toµn th«ng tin trªn m¹ng 2 2. C¸c dÞch vô Internet 26 HÖ thèng Firewall x©y dùng bëi CSE 33 1 1. An toàn thông tin trên mạng 1.1 Tại sao cần có Internet Firewall Hiện nay, khái niệm mạng toàn cầu - Internet không còn mới mẻ. Nó đã trở nên phổ biến tới mức không cần phải chú giải gì thêm trong những tạp chí kỹ thuật, còn trên những tạp chí khác thì tràn ngập những bài viết dài, ngắn về Internet. Khi những tạp chí thông thờng chú trọng vào Internet thì giờ đây, những tạp chí kỹ thuật lại tập trung vào khía cạnh khác: an toàn thông tin. Đó cùng là một quá trình tiến triển hợp logic: khi những vui thích ban đầu về một siêu xa lộ thông tin, bạn nhất định nhận thấy rằng không chỉ cho phép bạn truy nhập vào nhiều nơi trên thế giới, Internet còn cho phép nhiều ngời không mời mà tự ý ghé thăm máy tính của bạn. Thực vậy, Internet có những kỹ thuật tuyệt vời cho phép mọi ngời truy nhập, khai thác, chia sẻ thông tin. Những nó cũng là nguy cơ chính dẫn đến thông tin của bạn bị h hỏng hoặc phá huỷ hoàn toàn. Theo số liệu của CERT(Computer Emegency Response Team - Đội cấp cứu máy tính), số lợng các vụ tấn công trên Internet đợc thông báo cho tổ chức này là ít hơn 200 vào năm 1989, khoảng 400 vào năm 1991, 1400 vào năm 1993, và 2241 vào năm 1994. Những vụ tấn công này nhằm vào tất cả các máy tính có mặt trên Internet, các máy tính của tất cả các công ty lớn nh AT&T, IBM, các trờng đại học, các cơ quan nhà nớc, các tổ chức quân sự, nhà băng . Một số vụ tấn công có quy mô khổng lồ (có tới 100.000 máy tính bị tấn công). Hơn nữa, những con số này chỉ là phần nổi của tảng băng. Một phần rất lớn các vụ tấn công không đợc thông báo, vì nhiều lý do, trong đó có thể kể đến nỗi lo bị mất uy tín, hoặc đơn giản những ngời quản trị hệ 2 thống không hề hay biết những cuộc tấn công nhằm vào hệ thống của họ. Không chỉ số lợng các cuộc tấn công tăng lên nhanh chóng, mà các phơng pháp tấn công cũng liên tục đợc hoàn thiện. Điều đó một phần do các nhân viên quản trị hệ thống đợc kết nối với Internet ngày càng đề cao cảnh giác. Cũng theo CERT, những cuộc tấn công thời kỳ 1988-1989 chủ yếu đoán tên ngời sử dụng-mật khẩu (UserID-password) hoặc sử dụng một số lỗi của các chơng trình và hệ điều hành (security hole) làm vô hiệu hệ thống bảo vệ, tuy nhiên các cuộc tấn công vào thời gian gần đây bao gồm cả các thao tác nh giả mạo địa chỉ IP, theo dõi thông tin truyền qua mạng, chiếm các phiên làm việc từ xa (telnet hoặc rlogin). 3 1.2 Bạn muốn bảo vệ cái gì? Nhiệm vụ cơ bản của Firewall là bảo vệ. Nếu bạn muốn xây dựng firewall, việc đầu tiên bạn cần xem xét chính là bạn cần bảo vệ cái gì. 1.2.1 Dữ liệu của bạn Những thông tin lu trữ trên hệ thống máy tính cần đợc bảo vệ do các yêu cầu sau: Bảo mật: Những thông tin có giá trị về kinh tế, quân sự, chính sách vv . cần đợc giữ kín. Tính toàn vẹn: Thông tin không bị mất mát hoặc sửa đổi, đánh tráo. Tính kịp thời: Yêu cầu truy nhập thông tin vào đúng thời điểm cần thiết. Trong các yêu cầu này, thông thờng yêu cầu về bảo mật đợc coi là yêu cầu số 1 đối với thông tin lu trữ trên mạng. Tuy nhiên, ngay cả khi những thông tin này không đợc giữ bí mật, thì những yêu cầu về tính toàn vẹn cũng rất quan trọng. Không một cá nhân, một tổ chức nào lãng phí tài nguyên vật chất và thời gian để lu trữ những thông tin mà không biết về tính đúng đắn của những thông tin đó. 1.2.2 Tài nguyên của bạn Trên thực tế, trong các cuộc tấn công trên Internet, kẻ tấn công, sau khi đã làm chủ đợc hệ thống bên trong, có thể sử dụng các máy này để phục vụ cho mục đích của mình nh chạy các chơng trình dò mật khẩu ngời sử dụng, sử dụng các liên kết mạng sẵn có để tiếp tục tấn công các hệ thống khác vv . 4 1.2.3 Danh tiếng của bạn Nh trên đã nêu, một phần lớn các cuộc tấn công không đợc thông báo rộng rãi, và một trong những nguyên nhân là nỗi lo bị mất uy tín của cơ quan, đặc biệt là các công ty lớn và các cơ quan quan trọng trong bộ máy nhà nớc. Trong tr- ờng hợp ngời quản trị hệ thống chỉ đợc biết đến sau khi chính hệ thống của mình đợc dùng làm bàn đạp để tấn công các hệ thống khác, thì tổn thất về uy tín là rất lớn và có thể để lại hậu quả lâu dài. 5 1.3 Bạn muốn bảo vệ chống lại cái gì? Còn những gì bạn cần phải lo lắng. Bạn sẽ phải đơng đầu với những kiểu tấn công nào trên Internet và những kẻ nào sẽ thực hiện chúng? 1.3.1 Các kiểu tấn công Có rất nhiều kiểu tấn công vào hệ thống, và có nhiều cách để phân loại những kiểu tấn công này. ở đây, chúng ta chia thành 3 kiểu chính nh sau: 1.3.1.1 Tấn công trực tiếp Những cuộc tấn công trực tiếp thông thờng đợc sử dụng trong giai đoạn đầu để chiếm đợc quyền truy nhập bên trong. Một phơng pháp tấn công cổ điển là dò cặp tên ngời sử dụng-mật khẩu. Đây là phơng pháp đơn giản, dễ thực hiện và không đòi hỏi một điều kiện đặc biệt nào để bắt đầu. Kẻ tấn công có thể sử dụng những thông tin nh tên ngời dùng, ngày sinh, địa chỉ, số nhà vv để đoán mật khẩu. Trong trờng hợp có đợc danh sách ngời sử dụng và những thông tin về môi trờng làm việc, có một trơng trình tự động hoá về việc dò tìm mật khẩu này. một trơng trình có thể dễ dàng lấy đợc từ Internet để giải các mật khẩu đã mã hoá của các hệ thống unix có tên là crack, có khả năng thử các tổ hợp các từ trong một từ điển lớn, theo những quy tắc do ng- ời dùng tự định nghĩa. Trong một số trờng hợp, khả năng thành công của phơng pháp này có thể lên tới 30%. Phơng pháp sử dụng các lỗi của chơng trình ứng dụng và bản thân hệ điều hành đã đợc sử dụng từ những vụ tấn công đầu tiên và vẫn đợc tiếp tục để chiếm quyền truy nhập. Trong một số trờng hợp phơng pháp này cho phép kẻ tấn 6 công có đợc quyền của ngời quản trị hệ thống (root hay administrator). Hai ví dụ thờng xuyên đợc đa ra để minh hoạ cho phơng pháp này là ví dụ với chơng trình sendmail và chơng trình rlogin của hệ điều hành UNIX. Sendmail là một chơng trình phức tạp, với mã nguồn bao gồm hàng ngàn dòng lệnh của ngôn ngữ C. Sendmail đợc chạy với quyền u tiên của ngời quản trị hệ thống, do chơng trình phải có quyền ghi vào hộp th của những ngời sử dụng máy. Và Sendmail trực tiếp nhận các yêu cầu về th tín trên mạng bên ngoài. Đây chính là những yếu tố làm cho sendmail trở thành một nguồn cung cấp những lỗ hổng về bảo mật để truy nhập hệ thống. Rlogin cho phép ngời sử dụng từ một máy trên mạng truy nhập từ xa vào một máy khác sử dụng tài nguyên của máy này. Trong quá trình nhận tên và mật khẩu của ngời sử dụng, rlogin không kiểm tra độ dài của dòng nhập, do đó kẻ tấn công có thể đa vào một xâu đã đợc tính toán trớc để ghi đè lên mã chơng trình của rlogin, qua đó chiếm đợc quyền truy nhập. 1.3.1.2 Nghe trộm Việc nghe trộm thông tin trên mạng có thể đa lại những thông tin có ích nh tên-mật khẩu của ngời sử dụng, các thông tin mật chuyển qua mạng. Việc nghe trộm thờng đợc tiến hành ngay sau khi kẻ tấn công đã chiếm đợc quyền truy nhập hệ thống, thông qua các chơng trình cho phép đa vỉ giao tiếp mạng (Network Interface Card-NIC) vào chế độ nhận toàn bộ các thông tin lu truyền trên mạng. Những thông tin này cũng có thể dễ dàng lấy đợc trên Internet. 7 1.3.1.3 Giả mạo địa chỉ Việc giả mạo địa chỉ IP có thể đợc thực hiện thông qua việc sử dụng khả năng dẫn đờng trực tiếp (source-routing). Với cách tấn công này, kẻ tấn công gửi các gói tin IP tới mạng bên trong với một địa chỉ IP giả mạo (thông thờng là địa chỉ của một mạng hoặc một máy đợc coi là an toàn đối với mạng bên trong), đồng thời chỉ rõ đờng dẫn mà các gói tin IP phải gửi đi. 1.3.1.4 Vô hiệu hoá các chức năng của hệ thống (denial of service) Đây là kểu tấn công nhằm tê liệt hệ thống, không cho nó thực hiện chức năng mà nó thiết kế. Kiểu tấn công này không thể ngăn chặn đợc, do những phơng tiện đợc tổ chức tấn công cũng chính là các phơng tiện để làm việc và truy nhập thông tin trên mạng. Ví dụ sử dụng lệnh ping với tốc độ cao nhất có thể, buộc một hệ thống tiêu hao toàn bộ tốc độ tính toán và khả năng của mạng để trả lời các lệnh này, không còn các tài nguyên để thực hiện những công việc có ích khác. 1.3.1.5 Lỗi của ngời quản trị hệ thống Đây không phải là một kiểu tấn công của những kẻ đột nhập, tuy nhiên lỗi của ngời quản trị hệ thống thờng tạo ra những lỗ hổng cho phép kẻ tấn công sử dụng để truy nhập vào mạng nội bộ. 1.3.1.6 Tấn công vào yếu tố con ngời Kẻ tấn công có thể liên lạc với một ngời quản trị hệ thống, giả làm một ngời sử dụng để yêu cầu thay đổi mật khẩu, thay đổi quyền truy nhập của mình đối với hệ thống, hoặc thậm chí thay đổi một số cấu hình của hệ thống để thực hiện các phơng pháp tấn công khác. Với kiểu tấn công này không 8 một thiết bị nào có thể ngăn chặn một cách hữu hiệu, và chỉ có một cách giáo dục ngời sử dụng mạng nội bộ về những yêu cầu bảo mật để đề cao cảnh giác với những hiện tợng đáng nghi. Nói chung yếu tố con ngời là một điểm yếu trong bất kỳ một hệ thống bảo vệ nào, và chỉ có sự giáo dục cộng với tinh thần hợp tác từ phía ngời sử dụng có thể nâng cao đ- ợc độ an toàn của hệ thống bảo vệ. 1.3.2 Phân loại kẻ tấn công Có rất nhiều kẻ tấn công trên mạng toàn cầu Internet và chúng ta cũng không thể phân loại chúng một cách chính xác, bất cứ một bản phân loại kiểu này cũng chỉ nên đợc xem nh là một sự giới thiệu hơn là một cách nhìn rập khuôn. 1.3.2.1 Ngời qua đờng Ngời qua đờng là những kẻ buồn chán với những công việc thờng ngày, họ muốn tìm những trò giải trí mới. Họ đột nhập vào máy tính của bạn vì họ nghĩ bạn có thể có những dữ liệu hay, hoặc bởi vì họ cảm thấy thích thú khi sử dụng máy tính của ngời khác, hoặc chỉ đơn giản là họ không tìm đợc một việc gì hay hơn để làm. Họ có thể là ngời tò mò nhng không chủ định làm hại bạn. Tuy nhiên, họ thờng gây h hỏng hệ thống khi đột nhập hay khi xoá bỏ dấu vết của họ. 1.3.2.2 Kẻ phá hoại Kẻ phá hoại chủ định phá hoại hệ thống của bạn, họ có thể không thích bạn, họ cũng có thể không biết bạn nhng họ tìm thấy niềm vui khi đi phá hoại. Thông thờng, trên Internet kẻ phá hoại khá hiếm. Mọi ngời không thích họ. Nhiều ngời còn thích tìm và chặn đứng những kẻ phá hoại. Tuy ít nhng kẻ phá hoại thờng gây hỏng 9 trầm trọng cho hệ thống của bạn nh xoá toàn bộ dữ liệu, phá hỏng các thiết bị trên máy tính của bạn . 1.3.2.3 Kẻ ghi điểm Rất nhiều kẻ qua đờng bị cuốn hút vào việc đột nhập, phá hoại. Họ muốn đợc khẳng định mình thông qua số lợng và các kiểu hệ thống mà họ đã đột nhập qua. Đột nhập đợc vào những nơi nổi tiếng, những nơi phòng bị chặt chẽ, những nơi thiết kế tinh xảo có giá trị nhiều điểm đối với họ. Tuy nhiên họ cũng sẽ tấn công tất cả những nơi họ có thể, với mục đích số lợng cũng nh mục đích chất lợng. Những ngời này không quan tâm đến những thông tin bạn có hay những đặc tính khác về tài nguyên của bạn. Tuy nhiên để đạt đợc mục đích là đột nhập, vô tình hay hữu ý họ sẽ làm h hỏng hệ thống của bạn. 1.3.2.4 Gián điệp Hiện nay có rất nhiều thông tin quan trọng đợc lu trữ trên máy tính nh các thông tin về quân sự, kinh tế . Gián điệp máy tính là một vấn đề phức tạp và khó phát hiện. Thực tế, phần lớn các tổ chức không thể phòng thủ kiểu tấn công này một cách hiệu quả và bạn có thể chắc rằng đờng liên kết với Internet không phải là con đờng dễ nhất để gián điệp thu l- ợm thông tin. 10 [...]... Firewall 11 Chỉ có những trao đổi nào đợc phép bởi chế độ an ninh của hệ thống mạng nội bộ mới đợc quyền lu thông qua Firewall Sơ đồ chức năng hệ thống của firewall đợc mô tả nh trong hình 2.1 Intranet firewall Internet Hình 2.1 Sơ đồ chức năng hệ thống của firewall 1.4.3 Cấu trúc Firewall bao gồm: Một hoặc nhiều hệ thống máy chủ kết nối với các bộ định tuyến (router) hoặc có chức năng router Các... Internet Firewall là gì? 1.4.1 Định nghĩa Thuật ngữ Firewall có nguồn gốc từ một kỹ thuật thiết kế trong xây dựng để ngăn chặn, hạn chế hoả hoạn Trong công nghệ mạng thông tin, Firewall là một kỹ thuật đợc tích hợp vào hệ thống mạng để chống sự truy cập trái phép nhằm bảo vệ các nguồn thông tin nội bộ cũng nh hạn chế sự xâm nhập vào hệ thống của một số thông tin khác không mong muốn Cũng có thể hiểu rằng Firewall. .. đi Điều này làm cho hệ thống bức tờng lửa dễ dàng sử dụng cho những ngời trong mạng nội bộ muốn trực tiếp truy nhập tới các dịch vụ Internet, trong khi vẫn cung cấp chức năng bức tờng lửa để bảo vệ mạng nội bộ từ những sự tấn công bên ngoài out in out in out in outside host Circuit-level Gateway Hình 2.2 Cổng vòng 18 Inside host 1.4.5 Những hạn chế của firewall Firewall không đủ thông minh nh con ngời... hay xấu của nó Firewall chỉ có thể ngăn chặn sự xâm nhập của những nguồn thông tin không mong muốn nhng phải xác định rõ các thông số địa chỉ Firewall không thể ngăn chặn một cuộc tấn công nếu cuộc tấn công này không "đi qua" nó Một cách cụ thể, firewall không thể chống lại một cuộc tấn công từ một đờng dial-up, hoặc sự dò rỉ thông tin do dữ liệu bị sao chép bất hợp pháp lên đĩa mềm Firewall cũng... chuyển theo th điện tử, vợt qua firewall vào trong mạng đợc bảo vệ và bắt đầu hoạt động ở đây Một ví dụ là các virus máy tính Firewall không thể làm nhiệm vụ rà quét virus trên các dữ liệu đợc chuyển qua nó, do tốc độ làm việc, sự xuất hiện liên tục của các virus mới và do có rất nhiều cách để mã hóa dữ liệu, thoát khỏi khả năng kiểm soát của firewall 1.4.6 Các ví dụ firewall 1.4.6.1 Packet-Filtering... of packet) Nếu luật lệ lọc packet đợc thoả mãn thì packet đợc chuyển qua firewall Nếu không packet sẽ bị bỏ đi Nhờ vậy mà Firewall có thể ngăn cản đợc các kết nối vào các máy chủ hoặc mạng nào đó đợc xác định, hoặc khoá việc truy cập vào hệ thống mạng nội bộ từ những địa chỉ không cho phép Hơn nữa, việc kiểm soát các cổng làm cho Firewall có khả năng chỉ cho phép một số loại kết nối nhất định vào các... chúng với nhau bao gồm: Firewall quyết định những dịch vụ nào từ bên trong đợc phép truy cập từ bên ngoài, những ngời nào từ bên ngoài đợc phép truy cập đến các dịch vụ bên trong, và cả những dịch vụ nào bên ngoài đợc phép truy cập bởi những ngời bên trong Để firewall làm việc hiệu quả, tất cả trao đổi thông tin từ trong ra ngoài và ngợc lại đều phải thực hiện thông qua Firewall 11 Chỉ có những... network) khỏi các mạng không tin tởng (untrusted network) Internet Firewall là một thiết bị (phần cứng+phần mềm) giữa mạng của một tổ chức, một công ty, hay một quốc gia (Intranet) và Internet Nó thực hiện vai trò bảo mật các thông tin Intranet từ thế giới Internet bên ngoài 1.4.2 Chức năng Internet Firewall (từ nay về sau gọi tắt là firewall) là một thành phần đặt giữa Intranet và Internet để kiểm... thành phần của Firewall và cơ chế hoạt động Một Firewall chuẩn bao gồm một hay nhiều các thành phần sau đây: 12 Bộ lọc packet ( packet-filtering router ) Cổng ứng dụng (application-level gateway hay proxy server ) Cổng mạch (circuite level gateway) 1.4.4.1 Bộ lọc gói tin (Packet filtering router) 1.4.4.1.1 Nguyên lý: Khi nói đến việc lu thông dữ liệu giữa các mạng với nhau thông qua Firewall thì điều... hoạ cho sự an toàn của mạng 32 Hệ thống Firewall xây dựng bởi CSE Bộ chơng trình Firewall 1.0 của CSE đợc đa ra vào tháng 6/1998 Bộ chơng trình này gồm hai thành phần: Bộ lọc gói tin IP Filtering Bộ chơng trình cổng ứng dụng proxy servers Hai thành phần này có thể hoạt động một cách riêng rẽ Chúng cũng có thể kết hợp lại với nhau để trở thành một hệ thống firewall hoàn chỉnh Trong tập tài liệu này, . thông qua Firewall. Sơ đồ chức năng hệ thống của firewall đợc mô tả nh trong hình 2.1 Intranet firewall Internet Hình 2.1 Sơ đồ chức năng hệ thống của firewall. hạn chế của firewall Firewall không đủ thông minh nh con ngời để có thể đọc hiểu từng loại thông tin và phân tích nội dung tốt hay xấu của nó. Firewall chỉ